«Центр квантовых измерений» ФГУП «ВНИИФТРИ» и его назначение

С. И. Донченко, В. Ф. Фатеев

Труды ИПА РАН, вып. 74, 16–29 (2025)

DOI: 10.32876/ApplAstron.74.16-29

Ключевые слова: эталоны частоты, времени, длины; высокостабильные стандарты частоты и времени, квантовые атомные гравиметры; квантовые оптические гравиметры и градиентометры; криогенные гравиметры, квантовый нивелир

Аннотация

В статье рассмотрены главные цели организации «Центра квантовых измерений» (далее Центра), который создается во ФГУП «ВНИИФТРИ» в связи с поручением Заместителя Председателя Правительства Российской Федерации, Министра промышленности и торговли Российской Федерации, Д. В. Мантурова от 06.05.2024 г. Центр предназначен для достижения нового уровня тактико-технических характеристик национальной шкалы времени UTC (SU), развития средств фундаментального обеспечения ГЛОНАСС, а также для создания помехозащищенных систем автономной навигации (САН), основанных на измерениях гравитационного и магнитного полей Земли (ГПЗ и МПЗ). Главные цели создания Центра: создание единого эталона частоты, времени, длины и гравиметрии; разработка более совершенных высокостабильных стационарных и мобильных стандартов частоты и времени, разработка квантовых навигационных датчиков параметров ГПЗ и МПЗ в интересах создания геофизических САН. Рассмотрено влияние ГПЗ на эталонную частоту, время и длину. В работе показано, что при создании вторичных эталонов необходимо знать точные координаты и скорость движения точки установки вторичного эталона. Рассмотрена возможность создания следующего поколения квантовых гравиметрических эталонов. При обсуждении направлений создания высокостабильных стандартов частоты и времени (СЧВ) отмечено, что главной проблемой в этой области становится создание ядерных СЧ и методов сличения их частот. Рассмотрены проблемы создания высокоточных квантовых навигационных датчиков параметров ГПЗ и МПЗ. Отмечено, что решение этой проблемы основано на использовании достижений физики: интерферометрии на волнах де Бройля, интерферометрических гравитационно-волновых антенн, а также сверхстабильных СЧВ. Проанализированы проблемы создания и возможности квантовых атомных гравиметров «фонтанного» типа, а также гравиметров на Бозе-Эйнштейна конденсате с использованием состояний «запутанности» холодных атомов. Проведена оценка возможности создания квантовых оптических датчиков ГПЗ: наземных гравиметров, а также космических односпутниковых и многоспутниковых (кластерных) гравитационных измерителей. Проанализированы возможности криогенных гравиметров. Рассмотрены малогабаритные квантовые магнитометры, на основе которых могут быть созданы САН по МПЗ. Представлены перспективы создания квантовых нивелиров на основе высокостабильных СЧВ, а также геодезической сети страны «Квантовый футшток».

Цитирование